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1、機械制造工藝與夾具,課程設計,課程設計目的,培養(yǎng)同學們運用機械制造工藝學及有關課程的知識，結合實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設計一個中等復雜程度零件的工藝規(guī)程和專用機床夾具的能力； 培養(yǎng)同學們熟悉并運用有關手冊，規(guī)范圖表等技術資料的能力； 培養(yǎng)同學們識圖、制圖、運算和編寫技術文件等基本技能。,設計要求與內(nèi)容：,1、給出生產(chǎn)類型（一般為中批），對零件進行工藝分析； 2、選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖； 3、擬訂零件的機加工工藝過程，選擇各工序加工設備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定各工序的工序尺寸，確定代表工序的切削用量、工時定額； 4、填寫工藝文件：工藝過程卡、工序

2、卡； 5、設計某一工序的機床專用夾具； 6、撰寫設計說明書。,設計任務書,題目:設計 零件的機械加工工藝規(guī)程 應完成的內(nèi)容: (1)毛坯圖1張； (2)機械加工工藝卡片1套； (3)機床夾具裝配圖1張，主要零件若干張； (4)設計說明書1份。 原始資料:零件圖樣、生產(chǎn)綱領 本次課程設計給定產(chǎn)品年產(chǎn)量為2000臺，每臺該零件1件，設備備品率10%，機加工廢品率1%,機械加工工藝規(guī)程,設計步驟,一、計算生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型,（一）生產(chǎn)綱領 包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量。 N=Qn(1+a%)(1+b%) 根據(jù)生產(chǎn)綱領確定生產(chǎn)類型,本次課程設計均假定產(chǎn)品年產(chǎn)量為2000臺，每臺該零件1件，

3、設備備品率10%，機加工廢品率1%,二、審查零件圖樣的工藝性,零件的視圖、尺寸、公差和技術要求等是否齊全。 零件圖所規(guī)定的加工要求是否合理 零件的選材是否恰當 零件的結構工藝性 零件的技術要求分析,1、零件材料及其力學性能 2、零件的結構形狀及外形尺寸 3、生產(chǎn)綱領 4、現(xiàn)有生產(chǎn)條件 5、充分考慮利用新工藝、新技術的可能性,三、選擇毛坯,查文獻1機械制造技術基礎課程設計指導教程第二章“加工余量和工序尺寸的確定” 第一、二節(jié)，有單面余量、雙面余量之分： 單面余量：以一個表面為基準加工另一個表面時相鄰兩工序的尺寸差； 雙面余量：以加工表面的對稱平面為基準同時加工兩平面時相鄰兩工序的尺寸差；,四

4、、確定總余量及毛坯尺寸,鑄件尺寸公差與加工余量的確定（P22）,鑄件尺寸公差（CT）分為16級：116（由高到低），常用413 （表2-1、2-2、表2-3） 鑄件加工余量（RMA）分為10級： A、B、C、D、E、F、G、H、J 、K（由小到大） （表2-4、2-5） 一定范圍的CT對應著一定的RMA ，如灰鑄鐵CT1113對應著H（見文獻2機械制造工藝設計簡明手冊P41表2.2-5） 選取CT和RMA. 方法一：按文獻2表2.2-5確定鑄件CT和MA,按文獻2表2.2-1查鑄件尺寸公差數(shù)值， 按文獻2.2-4確定鑄件機械加工余量數(shù)值。 方法二：按文獻2表2.2-5并結合文獻

5、1表2-1、表2-5確定鑄件CT和RMA,按文獻1表2-3查鑄件尺寸公差數(shù)值，按文獻1表2-4確定鑄件機械加工余量數(shù)值。 鑄件尺寸偏差可按對稱分布。,,,怎樣選取CT和 MA.,1。基本尺寸應按有加工要求的表面上最大基本尺寸和該表面距它的加工基準間尺寸中較大的尺寸確定。旋轉(zhuǎn)體基本尺寸取其直徑或高度（長度）中較大尺寸。 2。砂型鑄造的鑄件，澆注頂面的加工余量等級比底面、側面低一級。例：CT10，底、側面為MA-G級，頂面則為MA-H級； 3。砂型鑄造的鑄件底、側面所采用的加工余量等級（MA）為選定的尺寸公差等級所對應的全部加工余量等級中的最粗級時，澆注頂面的加工余量等級則需選用尺寸公差降一

6、級所對應的與底、側面相同的加工余量等級。例底、側面為CT10， MA-H級，頂面則為CT11， MA-H級。 4。砂型鑄造孔的加工余量等級可選用與頂面相同的等級。,,1。用雙點劃線畫出經(jīng)簡化了次要細節(jié)的零件圖的主要視圖，將確定的加工余量疊加在各相應的被加工表面上，即得到毛坯輪廓。 2。在圖上標出毛坯主要尺寸及公差，標出加工余時的名義尺寸。 3。標出毛坯技術要求。如毛坯精度、鑄造斜度及圓角、分型面、熱處理及硬度要求、表面質(zhì)量要求（氣孔、縮孔、夾砂）等。鑄造孔最小尺寸、最小壁厚、鑄造斜度、圓角半徑等查表2.2-6、7、8、9；圓角、拔模角、分模位置參照表2.2-22、23確定,五、零件-毛坯合圖,

7、,,模鍛件尺寸公差與加工余量的確定,模鍛件尺寸公差與加工余量P3036 模鍛件尺寸公差分普通級和精密級；加工余量只采用一級。 模鍛件尺寸公差:根據(jù)鍛件重量、形狀復雜系數(shù)、材質(zhì)系數(shù)等查表2-10 2- 11 2-12 加工余量:根據(jù)鍛件重量、表面粗糙度、形狀復雜系數(shù)等查表 2-13及表2-14 鍛造毛坯圖：如P126 軋制件尺寸查文獻2表2.2-2736 毛坯尺寸=零件尺寸+總余量,上面查得的加工余量適用于Ra1.6u的情況, Ra<1.6u的表面余量要適當增大,利用文獻1,模鍛件尺寸公差與加工余量的確定,模鍛件尺寸公差與加工余量P37 模鍛件尺寸公差:表2.2-13 2.2- 14 2.2-

8、 152.2-16 加工余量:根據(jù)鍛件質(zhì)量、加工精度、形狀復雜系數(shù)查表 2.2-25及表2.2-24 鍛造毛坯圖簡圖：如文獻1P126 軋制件尺寸查表2.2-2736 毛坯尺寸=零件尺寸+總余量,上面查得的加工余量適用于Ra1.6u的情況, Ra<1.6u的表面余量要適當增大,利用文獻2,六、工藝過程設計,定位基準選擇：精、粗基準選擇 擬訂工藝路線： 加工方法選擇：P914 加工順序的安排： 機加工順序的安排：三先三后 熱處理工序的安排：預備、最終熱處理 輔助工序的安排：檢驗及其它 工序數(shù)目的確定：工序集中與分散,工序設計（一）,選擇加工設備與工藝裝備（機床、夾具、刀具、量具，其尺寸、精度、生

9、產(chǎn)率應與加工工件相適應） 機床技術參數(shù)：第四章 刀具：第三章 量具：第三章及文獻2第五章，兩種選擇方法（按計量器具的不確定度，按計量器具的測量方法極限誤差），,確定工序尺寸及偏差 最終工序尺寸的確定 工序基準和設計基準重合：即設計尺寸 工序基準和設計基準不重合：通過尺寸鏈計算 中間工序尺寸的確定 參與保證設計尺寸的中間工序尺寸：通過尺寸鏈計算 不參與保證設計尺寸的中間工序尺寸（即無基準轉(zhuǎn)換時同一表面多次加工）：前道工序的基本尺寸等于后道工序的基本尺寸與工序余量之和（對于外圓）或差（對于內(nèi)孔）。按經(jīng)濟精度確定公差，偏差標注孔軸類尺寸“單向入體”，長度距離尺寸“雙向?qū)ΨQ”,工序設計（二）,繪制要求

10、： （1）用粗實線表示本工序的各加工表面，其它部位用細實線表示。 （2）加工表面上應標注表面粗糙度符號。 （3）工序圖應標出本工序結束時應達到的尺寸、偏差及形狀、位置公差。與本工序加工無關的技術要求一律不寫。 （4）工序圖上應標明定位、夾緊符號。 （5）工序圖以適當?shù)谋壤?，最少的視圖，表示出工件加工時所處的位置狀態(tài)，與本工序加工無關的部位不應表示。 參照文獻1P135137和文獻2P241248,工序圖,定位與夾緊符號,文獻1 P68表1-5 文獻2 P1119表1.4-5,確定切削用量與時間定額,切削用量：第五章 時間定額：第五章 分為基本時間Tj、輔助時間Tf 、布置工作地時間Tfw

11、、休息與生理需要時間Tx 、準備與終結時間Tz,進度與時間安排,星期一 1、布置設計任務、要求； 2、繪制工件圖； 3、明確生產(chǎn)類型，熟悉零件及各種資料，對零件進行工藝分析。 星期二： 4、選擇毛坯種類及制造方法，確定加工余量和毛坯公差，繪制毛坯簡圖。 5、擬訂零件的機加工工藝過程，選擇各工序加工設備及工裝。 星期三星期四： 6、繪制工序圖，確定各工序的工序尺寸。 星期五上午： 7、確定代表工序的切削用量、工時定額。 星期五下午： 8、填寫過程卡，撰寫設計說明書。,,,,,,,專用機床夾具,設計方法步驟,工藝人員提出夾具設計任務書，內(nèi)容主要包含： 工序加工尺寸、位置精度要求； 定位基準

12、；夾緊力作用點、方向； 機床、刀具、輔具；,已知條件,一、設計方法步驟,1.準備階段：明確設計要求、掌握第一手資料 收集各種圖紙和技術資料 了解生產(chǎn)批量和夾具需要量 收集有關機床的資料 收集有關刀具方面的資料 收集有關夾具零部件標準 了解有關本單位制造和使用夾具的情況 收集國內(nèi)外同類夾具的資料,1.準備階段：明確設計要求、掌握第一手資料 2.設計階段對比設計、畫出草圖 3.繪圖階段 比例盡量11； 主視圖盡量選與操作者正對的位置； 被加工工件用雙點劃線畫出外形輪廓和主要表面(定位面、夾緊面、加工面)，視為透明體，可對其剖視表示； 4.標注尺寸、技術條件 5.編寫零件明細表 6.繪制非標準夾

13、具零件圖,二、夾具結構總體設計主要過程,,1同時銑大小端面 X5025 2同時銑大小另一端面 X5025 3鉆鉸12H9孔并倒角 Z5125 4鉆鉸8H9孔并倒角 Z5125 5鉆7孔和螺紋底孔5 Z5125 6銑2 mm槽 X6026 7攻螺紋M6 Z5125,1.根據(jù)零件圖和工藝過程確定工件定位夾緊方案,,2.根據(jù)定位夾緊方案設計夾具總體結構,布置定位元件,布置導引元件,,布置夾緊裝置,,設計夾具體，完成夾具總圖,,三、夾具總圖上尺寸、公差配合、技術條件標注,1夾具總圖上應標注的尺寸,（1）應標注五類尺寸, 外形輪廓尺寸(A類尺寸)； 工件與定位元件的聯(lián)系尺寸(B類尺寸)

14、； 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸(C類尺寸) ； 夾具與機床的聯(lián)系尺寸(D類尺寸)； 其它裝配尺寸(E類尺寸),,, 外形輪廓尺寸(A類尺寸),長、寬、高(不包含被加工工件、定位鍵)，當夾具結構中有可動部分時，應包括可動部分處于極限位置時在空間所占的尺寸。,工件與定位元件的聯(lián)系尺寸(B類尺寸),把工件順利裝入夾具所涉及到的尺寸，與工件尺寸相關。 1)工件與定位元件的配合尺寸：配合標注或只標定位元件的尺寸； 2)定位元件之間的位置尺寸。, 夾具與刀具的聯(lián)系尺寸(C類尺寸) ：,指定位元件與對刀元件之間的位置尺寸，與工件尺寸相關。,鉆夾具： 定位元件(對刀基準)鉆套 鏜夾具： 定位元件(對刀基準

15、)鏜套 銑夾具 定位元件(對刀基準)對刀塊及塞尺厚度 車床夾具無此類尺寸, 夾具與機床的聯(lián)系尺寸(D類尺寸),把夾具順利裝入機床所涉及到的尺寸，與機床尺寸相關。 車夾具：夾具與主軸端部圓柱配合的配合尺寸。 銑夾具：定位鍵與T型槽的配合尺寸。 鉆、鏜夾具無此類尺寸。, 其它裝配尺寸(E類尺寸)：不在上述幾類尺寸之外的：,1) 夾具內(nèi)部的配合尺寸；2) 有相互位置要求的裝配尺寸。,鉆床夾具尺寸標注示例,銑床夾具尺寸標注示例,,2夾具總圖上公差配合的制訂, 夾具標準件與相關零件的配合參照夾具設計手冊選取 與工件加工尺寸公差無關的夾具公差：一般參照下表選擇, 與工件加工尺寸公差H有關的夾具公差HJ

16、，參照下表3選取,3夾具總圖上技術條件的制訂, 夾具總圖上的技術條件包括：裝配過程中的注意事項；裝配后應滿足的位置精度要求；操作要求等。 裝配后應滿足的位置精度要求主要歸納為如下框圖： 框與框之間有連線，表明有相互位置要求，箭頭指向框為相互位置的基準。,,,H1：多件裝夾時，相同定位元件之間的位置要求； 組合定位時，多個定位元件之間，次要定位元件對主要定位元件的位置要求。,H2：銑夾具：定位元件夾具體底面； 定位元件定位鍵側面 鉆夾具：定位元件夾具體底面。 車夾具：定位元件夾具定位面 (圓柱面、圓錐面、端面) 鏜夾具：定位元件夾具體底面。,,,H3：銑夾具：對刀塊的水平面夾具體底

17、面； 對刀塊的側平面定位鍵側面。 H4：鉆夾具：鉆套中心線 夾具體底面 鏜夾具：鏜套中心線 夾具體底面 H5：鉆夾具：鉆套中心線定位元件 鏜夾具：鏜套中心線定位元件 H6：鉆夾具：多個鉆套之間的位置要求。 鏜夾具：多個鏜套之間的位置要求。,夾具總圖上技術條件大小的確定：,與工件上技術條件H相關， 則HJ = (1/ 21/ 5) H 與工件無關，參照下表確定,H2：軸對夾具體底面的平行度誤差0.02：100 mmH4：鉆套中心線對夾具體底面的垂直度誤差 0.05:100mmH5：鉆套中心線對心軸中心線的對稱度 0.081/3mm,示例：鉆床夾具,例2 下圖銑床夾具H2：心軸中心線對夾具體底面的平行度誤差0.02：100 mm心軸中心線對定位鍵側面的平行度誤差0.02：100 mm 或取（1/21/5）0.2mmH3：對刀塊水平面對夾具體底面的平行度誤差0.03：100 mm；對刀塊側面對定位鍵側面平行度誤差0.03：100 mm。,